论文部分内容阅读
随着人们生活水平的不断提高,糖尿病变成了常见病与多发病,发病年龄也愈发的年轻化,成为21世纪人类健康的新威胁。目前,全球总计有超过3亿4000万名糖尿病患者,糖尿病为这些患者带来了巨大的经济负担与痛苦。一般来说,糖尿病主要分为I型糖尿病(T1DM)、II型糖尿病(T2DM)以及其他如妊娠期糖尿病等。有研究表明,无论I型还是II型糖尿病,均伴随着β细胞的减少,因此,通过成像手段评估胰岛β细胞的数量即胰岛β细胞量(BCM)对糖尿病的研究也具有重要的现实意义。纵观各种成像手段,荧光成像是目前较为成熟且常用的手段,而核磁成像以其极佳的空间分辨率受到了研究者们的青睐。但是传统的荧光成像采用的造影剂通常为荧光染料与半导体量子点,这两类物质虽然荧光性能出众,但往往水溶性差,并且对具有相当大的毒性,不适宜用作生物应用,而核磁T1造影采用的重金属Gd同样具有毒性等缺点。因此利用荧光碳点替代荧光染料与半导体量子点,以及能进行T2核磁造影的超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONPs)替代Gd是一种很好的解决方案。本文中,我们合成了一种生物可降解的两亲性聚合物PIA-PEG-DDA,并以此聚合物为基础,以格列吡嗪为靶向分子,荧光碳点与SPIONPs为造影剂,制备了具有靶向胰岛β细胞的荧光成像纳米粒子与核磁成像纳米粒子。首先,我们以衣康酸通过自由基聚合的方法合成了一种多羧基的聚合物PIA,然后利用酰胺化反应,在其主链上连接了亲水的PEG与疏水的DDA链段,形成两亲性的聚合物PIA-PEG-DDA,然后利用双端氨基的PEG与DTPA将胰岛细胞靶向分子格列吡嗪桥接至聚合物主链,制成修饰了靶分子的两亲性聚合物GLP-PIA-PEG-DDA。然后我们利用这种聚合物包覆了油溶性的SPIONPs,制备了胰岛β细胞靶向核磁造影纳米粒子GLP-PIA-PEG-DDA@IOs。通过TEM和DLS的表征,这种纳米粒子具有分散性好,平均粒径为72nm。进一步的表征证明这种纳米粒子保留了SPIONPs的超顺磁性,并在核磁造影测试中表现出了较好的造影能力。细胞毒性实验表明这种粒子细胞毒性小,是一种较为理想的核磁成像纳米粒子。之后我们利用溶剂热法以十二胺为钝化剂,柠檬酸为碳源,制备了一种新颖的油溶性的荧光碳点,来替代传统聚合物包覆荧光造影剂体系中的油溶性量子点。一系列的光学性能测试证明这种碳点具有发射光谱窄,粒径小(3nm),荧光量子产率高(30%),并且主要组成为碳,毒性小等特点,达到了替代传统量子点的要求。然后我们利用上一章合成的聚合物GLP-PIA-PEG-DDA包覆这种碳点,制备了胰岛β细胞靶向荧光纳米粒子。对这种粒子的形貌测试表明这种粒子为球型,粒径为47nm。光学表征表明这种粒子的荧光量子产率为11.9%,发射光谱稍有红移,但仍为一种理想的细胞荧光造影粒子。最后,我们改变碳点合成配方,以TTDDA为钝化剂,制备了可以水溶的,表面带有氨基等基团的水溶性荧光碳点,这种碳点完全水溶,粒径更小(<3nm),荧光量子产率为22%。利用其表面带有的氨基,我们将其连接至核磁造影粒子GLP-PIA-PEG-DDA@IOs表面,形成了新颖的胰岛β细胞靶向光磁复合成像纳米粒子CDs@GLP-PIA-PEG-DDA@IOs。聚合物在其中不仅充当了复合CDs与IOs的桥梁,更有效地在IOs表面形成一层屏蔽层,阻隔了SPIONPs对荧光碳点的淬灭,使光磁复合成像成为了可能。总之,本文中,我们利用聚合物PIA-PEG-DDA为平台,创新地制备了不同的胰岛β细胞成像粒子,为胰岛β细胞的研究提供了新的思路。